Boletim da SBPMat. 95ª edição.


 

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Boletim da
Sociedade Brasileira
de Pesquisa em Materiais

Edição nº 95. 31 de julho de 2020.

Anuidades SBPMat 2020

A sua contribuição é essencial para manter ativa a nossa sociedade.

– Se você já é sócio, mas ainda não acertou a anuidade 2020, encontrará o boleto na sua área do site da SBPMat.

– Se você ainda não é sócio, está convidado a participar!
Saiba mais.

Da Ideia à Inovação

Médicos e enfermeiros usando máscaras são ícones da atual pandemia de Covid-19. Remontando a história das máscaras para proteção respiratória, é possível encontrar, em diversos lugares do planeta, avanços em materiais, tecnologias, conceitos e métodos que permitiram o desenvolvimento das máscaras atuais, eficientes e certificadas. Conheça um pouco desta história, aqui.

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Artigo em Destaque

Um trabalho científico realizado no IQSC-USP gerou um material nanoestruturado de baixo custo e fácil fabricação, baseado em metais não preciosos inseridos em camadas de carbono, que demonstrou alto desempenho como catalisador de reações eletroquímicas usadas na geração de energias renováveis.O trabalho foi recentemente reportado na Journal of Materials Chemistry A. Saiba mais.

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Lives & Webinars da SBPMat

– O Comitê Organizador do XIX B-MRS Meeting + IUMRS ICEM e a Diretoria da SBPMat convidam toda a comunidade a participar de uma breve reunião ONLINE no fim da tarde de 30 de agosto de 2020, momento em que estaria ocorrendo, em Foz do Iguaçu, a abertura do evento, o qual foi adiado em razão da pandemia. Saiba mais.

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– Oito webinários técnicos foram realizados ao longo de julho (segundo mês do programa Lives & Webinars). Saiba mais e acesse as gravações dos webinários já realizados, aqui.

– Acesse a programação de agosto, escolha os webinários do seu interesse e faça sua inscrição (gratuita) aqui.

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Notícias da SBPMat

– FNDCT. SBPMat apoia o PLP nº 135/2020, que protege o Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico, fonte de recursos de CTI, e convida a comunidade a apoiá-lo na consulta pública do Senado. Saiba mais.

FNDCT. SBPMat subscreve manifesto pela liberação total dos recursos do FNDCT. Saiba mais.

Capes. SBPMat apoia manifesto contra modo de gestão centralizador da atual presidência da Capes. Saiba mais.

CNPq. SBPMat apoia carta ao presidente do CNPq apontando problemas e possíveis soluções na implementação da chamada 25/2020 de bolsas de mestrado e doutorado. Saiba mais.

Websérie. Episódios de websérie sobre ciência brasileira relacionados à pesquisa em materiais têm estreia exclusiva para os canais da SBPMat. Saiba mais.

– Ciências e democracia. A SBPMat participou da Virada pela Democracia, realizada em 4 e 5 de julho, com uma declaração em vídeo sobre a relação entre ciência e democracia, a qual foi incluída em um painel organizado pela SBPC. Veja o vídeo do prof. Ivan Bechtold, diretor científico da SBPMat, gravado para essa ocasião, aqui.

Novidades dos sócios SBPMat

A professora Luciana Reyes Pires Kassab (Faculdade de Tecnologia de São Paulo/CEETEPS), sócia da SBPMat, foi distinguida com a categoria de Senior Member da OSA (The Optical Society). Saiba mais.

Dicas de Leitura

– Pesquisadores do Brasil usam polímero natural produzido por bactérias para desenvolver um sensor eficaz que adere à pele e detecta biomarcadores e substâncias tóxicas no suor (paper da Talanta). Saiba mais.

– Pesquisa com participação de cientistas do Brasil desvenda como nanopartículas de ferro retiram contaminantes que se acumulam nos poros de rochas de aquíferos. Saiba mais.

– Realidade de jovens pesquisadores que estão trabalhando sem renda, inclusive em pesquisas para combate à Covid-19, leva cientistas a sugerir criação de programa emergencial de bolsas. Saiba mais.

Oportunidades

– Edital da Finep para projetos de alto risco tecnológico envolvendo aplicação de materiais avançados para empresas brasileiras de todos os portes. Saiba mais.

– Pós-doutorado na UFRGS em química de superfícies para desenvolvimento de tecnologia para testes de detecção de SARS-Cov-2. Saiba mais.

– Pós-doutorado no Programa de Pós-Graduação em Nanociências e Materiais Avançados da UFABC em projetos interdisciplinares voltados à prevenção e diagnóstico de Covid-19. Saiba mais.

– Doutorado em Química na UFSCar em temas relacionados ao enfrentamento da Covid-19 e outras pandemias. Saiba mais.

Doutorado em Nanociências e Materiais Avançados na UFABC, em projetos voltados ao combate à pandemia de Covid-19. Saiba mais.

Agenda de eventos presenciais e ONLINE

Webinars sobre técnicas e instrumentos para pesquisa em ensino em materiais. Junho – Agosto de 2020. ONLINE. Organização: SBPMat. Site.

IV Simpósio de Fotobiofísica – UV e Vírus. 21 de agosto de 2020. ONLINE. Organização: Departamento de Física da USP. Folder para download.

XLI Congresso Brasileiro de Aplicações de Vácuo na Indústria e na Ciência. Foz do Iguaçu, PR (Brasil). 5 a 7 de outubro de 2020. Site.

5th International Conference of Surfaces, Coatings and NanoStructured Materials – Americas (NANOSMAT-Americas). Foz do Iguaçu, PR (Brasil). 7 a 10 de outubro de 2020. Site.

7th Meeting on Self Assembly Structures in Solution and at Interfaces. Bento Gonçalves, RS (Brasil). 4 a 6 de novembro de 2020. Site.

Pan American Ceramics Congress and Ferroelectrics Meeting of Americas (PACC-FMAs 2020). Panamá (Panamá). 15 a 19 de novembro de 2020. Site.

4th Workshop on Coated Tools & Multifunctional Thin Films. Campinas, SP (Brasil). 16 a 19 de novembro de 2020. Site.

International Conference on Defects in Insulating Materials (ICDIM 2020). 23 a 27 de novembro de 2020. ONLINE. Organização: UFS. Site.

XIX B-MRS Meeting + IUMRS ICEM (International Conference on Electronic Materials). Foz do Iguaçu, PR (Brasil). 29 de agosto a 2 de setembro de 2021. Site.

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XIX B-MRS Meeting + IUMRS ICEM
(Foz do Iguaçu, Brasil,
29 de agosto a 2 de setembro de 2021)

Submissão de propostas de simpósio já está aberta! Saiba mais.

Nova data do evento: 29 de agosto a 2 de setembro de 2021.

Mesmo local do evento: Rafain Convention Center – Foz do Iguaçu.

Submissão de propostas de simpósio: 4 de maio a 2 de novembro de 2020.

Subsmissão de resumos: 1º de fevereiro a 11 de abril de 2021.

Palestras plenárias: 7 palestras plenárias e 1 palestra memorial confirmadas.

Site do evento com novo calendário e informações atualizadas: www.sbpmat.org.br/19encontro/

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Evento online para a comunidade SBPMat.


Quando: 30 de agosto de 2020 (domingo) às 18h.

Onde: No Zoom e no Facebook da SBPMat (https://www.facebook.com/SBPMat/).

A tarde de 30 de agosto de 2020 estava reservada na agenda de muitos membros da nossa comunidade para a abertura do XIX B-MRS Meeting, que ocorreria no Hotel Rafain em Foz do Iguaçu. Devido à pandemia de Covid-19, o evento foi transferido para o ano que vem (de 29 de agosto a 2 de setembro de 2021). Nesse contexto, o comitê organizador do evento e a diretoria da SBPMat convidam a comunidade a se reunir no dia e horário em que abriríamos o evento anual da Sociedade, para participar de uma breve reunião online. O comitê organizador do XIX B-MRS Meeting falará sobre a transferência do evento, a nova agenda e a chamada de simpósios, que já está aberta. A diretoria da SBPMat falará sobre as atividades da sociedade durante a pandemia e sobre o programa University Chapters.  Para encerrar esta breve reunião virtual da comunidade, o professor Osvaldo Novais de Oliveira Junior (IFSC-USP), ex-presidente da SBPMat, oferecerá uma breve palestra sobre perspectivas da ciência no cenário pós-pandemia.

IMPORTANTE! Para participar na sala do Zoom, onde as vagas são limitadas, é necessário fazer a inscrição aqui.

SBPMat apoia o Projeto de Lei Complementar (PLP) nº 135/2020 que protege o FNDCT.


A SBPMat apoia o Projeto de Lei Complementar (PLP) nº 135/2020, que protege o Fundo Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (FNDCT), fonte de financiamento da ciência, tecnologia e inovação no Brasil.

Este PLP, de autoria do senador Izalci Lucas (PSDB-DF), propõe para o FNDCT:

  • vedação do contingenciamento dos recursos para ciência, tecnologia e Inovação;
  • transformação em fundo de natureza contábil e financeira; proibição do contingenciamento dos recursos;
  • promoção do aporte automático ao FNDCT dos recursos não utilizados no exercício, a exemplo do que ocorre com o FAT e o Fundeb.

O projeto está no site do Senado Federal para uma consulta pública. Um número significativo de votos SIM é importante para que o projeto
seja aprovado em regime de urgência. A SBPMat convida a comunidade a apoiar o projeto, votando “SIM”: https://www12.senado.leg.br/ecidadania/visualizacaomateria?id=142077 .

Lives & Webinars da SBPMat: segundo mês do programa.


O mês de julho contou com oito webinários técnicos do programa Lives & Webinars da SBPMat, proferidos por profissionais de empresas de instrumentação. Entre 100 e 200 participantes assistiram a cada uma das palestras, realizadas no Zoom e no Facebook da SBPMat. Mais quatro webinários ocorrerão durante o mês de agosto.

O programa Lives & Webinars é uma iniciativa da SBPMat para aprendizagem e treinamento durante o período de distanciamento social devido à pandemia de Covid-19, realizada em parceria com empresas de instrumentação. A programação inclui uma diversidade de assuntos, desde fundamentos e aplicações de técnicas amplamente usadas pela comunidade de pesquisa em Materiais, até a apresentação de instrumentos de última geração e de ferramentas digitais para ensino na área de Materiais.

Programação, informações e inscrições (gratuitas): https://www.sbpmat.org.br/pt/lives-webinars/.

Assista aos webinários realizados em junho e julho cuja gravação foi autorizada pelos palestrantes:

  • “Micro-XRF aplicado a Ciências dos Materiais” (Essencis e Bruker). Veja aqui.
  • “Microscopias FTIR, Raman e Eletrônica de Transmissão para Análise de Materiais” (Thermo Fisher). Veja aqui.
  • “Técnicas de magnetometria para a pesquisa em nanopartículas magnéticas” (Quantum Design). Veja aqui.
  • “3D optical profilometry for material science applications” (Sensofar e Analítica). Veja aqui.
  • “Crossbeam laser – Enabling New Microscopy Workflows Through Gentle Large-Volume Material Removal” (Zeiss). Veja aqui.
  • “Caracterização de poros e partículas e determinação da densidade de materiais cerâmicos” (Anton Paar). Veja aqui.
  • “Aprendizagem ativa unindo metodologia de seleção de materiais e simulação em tempo real” (Ansys e ESSS). Veja aqui.
  • “Imageamento químico e estrutural 2D/3D de alta resolução: Raman, FLIM e espectroscopia óptica aplicados a ciências dos materiais e da vida” (Horiba). Veja aqui.
  • “Espalhamento dinâmico de luz – caracterização de nanopartículas” (Instrutécnica). Veja aqui.
  • “Caracterização eletroquímica de dispositivos fotovoltaicos” (Metrohm). Veja os slides aqui.
  • “Caracterização do material da sua camada: espessura, composição química e propriedades mecânicas como dureza, elasticidade, plasticidade e adesão” (Fischer). Veja aqui.

Da Ideia à Inovação: Dos panos de gaze aos respiradores de TNT.


Desde a declaração oficial de pandemia de Covid-19 em 11 de março, bastante polêmica tem surgido sobre o uso de máscaras, principalmente nos primeiros meses. Contudo, um ponto nunca foi questionado: as máscaras que oferecem maior proteção ao usuário devem ser usadas pelos trabalhadores da linha de frente do combate à Covid-19 –  esses homens e mulheres que fazem trabalhos essenciais na pandemia e estão em contato diário com altas concentrações do vírus Sars-Cov-2 nos hospitais e cemitérios. Imagens de médicos, enfermeiros e coveiros usando máscaras e outros EPIs (equipamentos de proteção individual) tornaram-se ícones da pandemia que o mundo atravessa.

Na verdade, as máscaras mais indicadas para proteger esses profissionais recebem o nome técnico de “respiradores” (sim, o mesmo termo usado para os aparelhos que ajudam pacientes de UTI a respirar e que também têm sido protagonistas desta pandemia), pois seu objetivo principal é filtrar o ar que o usuário respira, impedindo que uma grande parte das partículas (inclusive as partículas virais) que estão ali suspensas ingressem nas vias respiratórias pelo nariz e a boca.

Os respiradores recomendados para esses profissionais na epidemia de Covid-19 (certificados como N95, KN95, PFF2 ou DS2, segundo o país de certificação) têm alta capacidade de impedir a passagem de partículas. Mas isso não basta. Além de serem bons na filtragem, os respiradores precisam garantir um mínimo de conforto e boa passagem do ar, de modo a não sufocar o usuário ao longo da jornada de trabalho. Precisam também fixar-se firmemente à cabeça. Finalmente, devem garantir vedação eficaz do entorno da boca e nariz para diminuir ao máximo o ingresso de ar não filtrado nas vias respiratórias do trabalhador que os utiliza. Esse conjunto de características distingue os respiradores de outros tipos de máscara, inclusive as máscaras cirúrgicas.

À esquerda do leitor, uma máscara cirúrgica. À direita, um respirador. (Print de cena de vídeo da 3M https://youtu.be/JR2uLfEVD2w).
À esquerda do leitor, uma máscara cirúrgica. À direita, um respirador. (Print de cena de vídeo da 3M https://youtu.be/JR2uLfEVD2w).

Para reunir essas características, os respiradores tipo N95 agregam uma série de desenvolvimentos e avanços ligados, principalmente, aos materiais utilizados e ao design do produto, bem como aos métodos para comprovar sua eficácia.

Primórdios: a máscara antipraga

A ideia de filtrar o ar para proteger as pessoas de patógenos que ingressam ao organismo pelas vias respiratórias não é nova, mas também não é tão velha assim. Pessoas usando máscaras rígidas ou lenços para se proteger de doenças foram retratadas em quadros do Renascimento. Contudo, essa proteção era associada a diversas crenças sem base científica, e não à ideia de que microrganismos podem causar doenças – conceito cuja descoberta remonta à segunda metade do século XIX na Europa.

No final do século XIX, mais um passo é dado na Europa com o achado científico de que as gotículas que saem pelas vias respiratórias carregam bactérias. Consequentemente, aparecem os primeiros exemplos de cirurgiões utilizando pedaços de gaze amarrados à cabeça por meio de cordas, para cobrir boca e nariz durante as cirurgias, no intuito de não contaminar os pacientes.

Em 1910, enquanto o uso de máscaras cirúrgicas se disseminava lentamente pela Europa, as máscaras saíram das salas de cirurgia. Mais precisamente, foi na chamada “praga da Manchúria”, epidemia ocorrida no norte da China, que se encontra o primeiro claro exemplo de uso de máscaras para tentar proteger o usuário, principalmente os médicos, de uma doença causada por microrganismos. Nessa epidemia, um patógeno (provavelmente uma bactéria) provocava um quadro de pneumonia que, segundo os registros da época, era letal em quase todos os casos. A praga dizimou umas 60 mil pessoas em menos de um ano.

Inicialmente, acreditava-se que a doença fosse transmitida por pulgas de ratos, mas essa ideia caiu quando o médico Wu Lien-teh foi contratado pelo governo da China para lidar com a epidemia. Depois de fazer uma autópsia, Wu obteve a evidência necessária para afirmar que o patógeno se transmitia pelo ar. A partir dessa constatação, e baseado no conceito da máscara cirúrgica que tinha visto na Europa, ele desenvolveu uma máscara formada por um filtro de algodão envolto em gaze que cobria boca e nariz e várias camadas de pano enroladas em volta da cabeça e amarradas na nuca, de modo a garantir uma certa fixação e vedação da máscara ao rosto. Wu chamou sua invenção de “máscara antipraga” e tentou infundir seu uso entre aqueles que cuidavam dos doentes, e, na medida do possível, também entre os pacientes e na população em geral.

Imagens da "praga de Manchúria". À esquerda, a máscara antipraga. À direita, corpos de vítimas da doença junto a uma pessoa da equipe de combate, usando a máscara.
Imagens da “praga de Manchúria”. À esquerda, a máscara antipraga. À direita, corpos de vítimas da doença junto a uma pessoa da equipe de combate, usando a máscara.

Outros modelos de máscaras surgiram nessa época na Manchúria, inclusive um capuz com furos no local dos olhos, mas o modelo de Wu parece ter sido o melhor aceito. Ao que tudo indica, a máscara antipraga, com as suas várias camadas barrando a passagem de gotículas e a vedação relativamente alta, protegia razoavelmente o usuário do patógeno. Porém, algumas pessoas duvidavam da sua eficácia, e até mesmo da transmissão da doença pelo ar. Tal era o caso de um médico francês, bastante proeminente, que chegou à Manchuria para trabalhar na epidemia. Negado ao uso da máscara, adoeceu e morreu em poucos dias, segundo conta Wu na sua autobiografia.

Alguns anos depois, em 1918, o uso de máscaras disseminou-se pelo mundo no ritmo da feroz pandemia de gripe injustamente apelidada de “espanhola”, que foi causada pelo vírus da influenza H1N1 e matou de 50 a 100 milhões de pessoas em cerca de dois anos. Nesse período, as máscaras, feitas de gaze e outros tecidos de algodão, passaram a formar parte não apenas dos uniformes de médicos e enfermeiras, mas também do uniforme dos policiais das cidades e dos soldados que ainda estavam lutando nas trincheiras, no final da primeira guerra mundial. Estas máscaras eram produzidas de forma mais profissional e massiva, com equipes de enfermeiras da Cruz Vermelha cortando e costurando tecidos. Em algumas cidades, uma parte da população adotou o acessório protetor, geralmente montado em casa. Em outras, o uso tornou-se obrigatório.

Imagens da "gripe espanhola" nos Estados Unidos. Enfermeira cuidando de paciente com uma máscara improvisada de tecido e trabalhadoras da Cruz Vermelha produzindo máscaras para os soldados.
Imagens da “gripe espanhola” nos Estados Unidos. Enfermeira cuidando de paciente com uma máscara improvisada de tecido e trabalhadoras da Cruz Vermelha produzindo máscaras para os soldados.

Enquanto isso, nas primeiras décadas do século XX, os médicos tentavam determinar qual tipo de máscara seria mais eficiente para proteger o usuário de gotículas respiratórias com microrganismos, e alguns novos modelos e patentes surgiram, sem trazer grandes inovações. Geralmente, essas máscaras eram feitas de várias camadas de gaze de algodão. Às vezes incluíam uma camada adicional de material impermeável e, nos modelos mais avançados, uma armação de metal. Todas eram lavadas ou esterilizadas e reutilizadas.

Proteção respiratória para trabalhadores da indústria

Em paralelo, pesquisadores, empresas e governos de países como os Estados Unidos trabalhavam no desenvolvimento e regulamentação da proteção respiratória de outros trabalhadores: os da mineração e construção, altamente expostos a inalar partículas perigosas para a saúde. Esse problema não era novidade. Registros da Roma Antiga, no século I d.C, evidenciam o uso de peles de animais para cobrir parte do rosto no intuito de filtrar pós tóxicos presentes no ar. Contudo, na década de 1930, uma tragédia escancarou a necessidade de se implementar com urgência esse tipo de proteção. Centenas de trabalhadores morreram em decorrência de problemas pulmonares gerados pela inalação de pó de sílica durante a construção de um túnel no estado de Virgínia Ocidental, nos Estados Unidos.

No final da década de 1950, nos Estados Unidos, uma mulher em seus quarenta anos deu um empurrão na história do desenvolvimento de respiradores. Sara Finkelstein, formada em Design, mas afeta às abordagens multidisciplinares, fundou a consultoria Sara Little Design, cujo nome aludia à baixa estatura da sócia (e a seu bom humor). Um de seus primeiros trabalhos foi para a 3M, na divisão de embrulhos e tecidos da empresa, onde estava sendo testado um novo material para fitas decorativas, o “nonwoven” (“tecido não tecido” em português, popularmente denominado com a sigla TNT).

Esse grupo de materiais, tal qual seu nome indica, é definido e compreendido através de seu oposto, o grupo dos tecidos. Enquanto tecidos são obtidos mediante tecelagem ou tricô, tecidos não tecidos são fabricados usando outros processos para ligar as fibras entre si. Um dos processos mais comuns é o melt blowing, no qual um polímero fundido é soprado através de um molde com furos muito pequenos por um forte jato de ar, provocando a deposição aleatória das fibras poliméricas e formando assim o TNT. Outra diferença: tecidos são estruturas ordenadas de fios, geralmente dispostos formando ângulos retos; TNTs são emaranhados de fibras brutas.

Com estrutura muito porosa, formada por poros muito pequenos e fibras entrelaçadas de forma desordenada, os TNTs são ótimos materiais filtrantes: deixam passar gases, enquanto os sólidos ficam retidos no labirinto de fibras.

Mas voltando à Sara Little: ciente do impacto que uma inovação em materiais pode gerar não apenas numa empresa, mas também na vida dos consumidores dos produtos finais, ela fez uma apresentação a diretivos da 3M propondo muitas possibilidades de aplicação dos TNTs, e recomendando o desenvolvimento de uma área de negócios dedicada a esses materiais. Nesse momento, a indústria dos não tecidos era muito nova nos Estados Unidos, bem como na Europa; estima-se que a produção desses materiais em escala piloto tenha começado na década de 1930.

Aparentemente, Sara Little desenhou, para a 3M, alguns produtos usando TNT, começando por um bojo de sutiã. Principalmente, atribui-se a ela a ideia e o design do primeiro respirador da 3M, com seu formato semicircular lembrando o sutiã, o clip para vedar a máscara no nariz e os elásticos para fixá-la à cabeça. Conta-se que a intenção de Sara era criar um protetor para trabalhadores dos hospitais, cuja rotina ela tinha conhecido de perto depois de muitos anos acompanhando familiares doentes. Entretanto, não parece ter havido, naquele momento, um consenso a respeito da necessidade do uso de respiradores por parte dos profissionais da saúde, excetuando a utilização de máscaras em procedimentos cirúrgicos, com a finalidade principal de proteger os pacientes das secreções dos médicos e de proteger os médicos do sangue e outros fluidos dos pacientes.

Na 3M, o primeiro respirador teria sido lançado no início da década de 1960, ainda sem certificação oficial, mas com a comprovação da sua eficiência para filtrar pós, tão necessária para proteger trabalhadores expostos à inalação de partículas nocivas em atividades de mineração, construção e pintura de carros, entre outras. Em 1972, e a 3M seria a primeira empresa a introduzir no mercado um respirador certificado.

Respiradores para médicos e enfermeiros

Com relação à filtração de microrganismos, naquele momento, não existiam claras evidências, mas alguns registros mostram que esses respiradores, fabricados em escala industrial, eram vendidos a médicos e enfermeiros que desejavam se proteger. Com a introdução dos materiais não tecidos substituindo os tecidos, máscaras descartáveis começaram a entrar nos hospitais – novidade bem-recebida na época por representar redução de custos com o pessoal de lavagem e esterilização e, ao mesmo tempo, trazer mais segurança sanitária.

Por cerca de vinte anos, sem grandes novidades de doenças transmissíveis por gotículas respiratórias ou pelo ar, os respiradores N95 se disseminaram e estabeleceram como equipamentos de proteção respiratória na indústria. Entretanto, nos anos 1990, estes equipamentos de proteção individual se propagaram em hospitais perante os surtos de tuberculose resistente a antibióticos que contagiou muitos profissionais da saúde.

Na mesma década, novas tecnologias absorvidas pela indústria permitiram melhorar ainda mais o desempenho dos respiradores, principalmente com relação à retenção de partículas menores, como os vírus. Com esses processos, sobre os quais há algumas patentes, foi possível gerar uma carga eletrostática nas fibras do material não tecido, a qual acaba atraindo as partículas, que ficam retidas no material. Algo similar ao que acontece quando pedacinhos de papel grudam na bexiga que foi esfregada contra o casaco de lã. Graças a esta estratégia, a capacidade dos respiradores de reter partículas aumentou sem precisar adicionar novas camadas de material filtrante, preservando assim o bom ingresso de ar que os respiradores devem oferecer.

Um dos pesquisadores envolvidos nas patentes sobre processos para carga eletrostática de materiais não tecidos tem ganhado bastante visibilidade nos últimos tempos. Trata-se de Peter Tsai, que fez suas contribuições enquanto professor de The University of Tennessee, nos Estados Unidos. Tsai voltou à atividade científica em março deste ano pouco depois de se aposentar. Enquanto especialista em processos de fabricação e tratamento dos materiais não tecidos usados nas máscaras, Tsai tem trabalhado para ajudar a estabelecer mecanismos seguros de esterilização dos respiradores N95, frente à escassez desse produto que a pandemia de Covid-19 tem gerado.

Com todos esses avanços em materiais, tecnologias, conceitos e métodos, os respiradores entraram no século XXI prontos para ajudar os trabalhadores da saúde a reduzir o risco de infecção por doenças virais que se transmitem através de gotículas e secreções respiratórias, e até mesmo pelo ar. E ajudaram mesmo. Respiradores N95 foram recomendados para o pessoal da saúde na epidemia de Sars que ocorreu entre 2002 e 2003, nos surtos de Mers que têm acontecido desde 2012, na pandemia de gripe suína de 2009 e, atualmente, na pandemia de Covid-19.

Profissionais da saúde e sepultadores no Brasil trabalhando na pandemia de Covid-19.
Profissionais da saúde e sepultadores no Brasil trabalhando na pandemia de Covid-19.

 

Para saber mais:

Artigo em destaque: Catalisadores nanoestruturados para produção de energias renováveis.


O artigo científico de autoria de membros da comunidade brasileira de pesquisa em Materiais em destaque neste mês é: Trifunctional catalytic activities of trimetallic FeCoNi alloy nanoparticles embedded in a carbon shell for efficient overall water splitting. Mohd. Khalid, Ana M. B. Honorato,  Germano Tremiliosi Filho and  Hamilton Varela. J. Mater. Chem. A, 2020,8, 9021-9031.

Catalisadores nanoestruturados para produção de energias renováveis

Imagem de microscopia eletrônica de transmissão do material eletrocatalisador: nanopartículas trimetálicas encapsuladas em camadas de carbono.
Imagem de microscopia eletrônica de transmissão do material eletrocatalisador: nanopartículas trimetálicas encapsuladas em camadas de carbono.

Uma pesquisa realizada no Instituto de Química de São Carlos da Universidade de São Paulo (IQSC-USP) resultou em um material nanoestruturado que funciona como catalisador de reações eletroquímicas (eletrocatalisador) fundamentais em alguns sistemas de geração de energia renovável. Por reunir eficiência e baixo custo, o novo material seria uma alternativa aos catalisadores tradicionalmente usados nessas reações, os quais se baseiam em elementos do grupo dos metais preciosos, como a platina, que são escassos e caros.

O material desenvolvido, que, a olho nu, tem a aparência de um pó preto, é híbrido e nanoestruturado. Consiste em nanopartículas de 10 a 50 nm, compostas por uma liga de ferro, cobalto e níquel (três elementos relativamente abundantes e baratos), inseridas em camadas de carbono dopado com nitrogênio.

Recentemente reportado no Journal of Materials Chemistry A, o estudo apresenta um método de fabricação muito simples para obter esse material com a estabilidade necessária às aplicações em eletrocatálise. O método consiste em preparar uma solução de água com sais de ferro, cobalto e níquel e adicionar a ela compostos orgânicos capazes de se ligar a íons metálicos (os chamados “ligantes”). A reação entre metais e ligantes gera estruturas conhecidas como MOFs (metal-organic frameworks). Finalmente, os MOFs obtidos são submetidos a alta temperatura (900°C) para se obter o material final.

“Criamos uma estratégia única, direta e eficaz para a síntese de um eletrocatalisador eficiente, que é barato e bastante ativo em reações de conversão de energia, e pode ter impacto na nova geração de tecnologias na área de energia “, diz Mohmmad Khalid, bolsista de pós-doutorado do Grupo de Eletroquímica do IQSC-USP e autor correspondente do artigo junto ao professor Hamilton Varela (IQSC-USP).

O artigo também reporta os testes realizados nos laboratórios do Grupo de Eletroquímica do IQSC-USP para aferir o desempenho do material nanoestruturado em algumas aplicações ligadas à geração sustentável de energia, como a divisão da molécula de água (hidrólise). Esse processo constitui a forma mais limpa de se obter hidrogênio, considerado atualmente o combustível não-fóssil mais promissor. Contudo, sem a participação de bons eletrocatalisadores, a hidrólise é muito lenta e consome bastante eletricidade.  “Nosso catalisador nanoestruturado funciona impecavelmente na decomposição das moléculas de água para geração de hidrogênio aplicando um potencial muito baixo em comparação com vários eletrocatalisadores baseados em metais não preciosos reportados anteriormente”, afirma Khalid.

O material nanoestruturado também apresentou resultados muito bons como catalisador da oxidação de etanol. Essa reação é realizada nas células a combustível de etanol (direct-ethanol fuel cells) para obter energia elétrica a partir da energia química do etanol (combustível renovável do qual o Brasil é o segundo produtor mundial). “Assim, o catalisador mostrou seu potencial não apenas para gerar hidrogênio, mas também para aplicações de células de combustível”, diz Khalid.

Superando os desafios

O trabalho começou em 2017, com um projeto de pesquisa coordenado pelo professor Hamilton Brandão Varela de Albuquerque, com a participação de Mohmmad Khalid como bolsista de pós-doutorado. De acordo com Khalid, o objetivo final do trabalho era encontrar um eletrocatalisador barato e estável para o processo de divisão da molécula de água.

Os principais problemas enfrentados pelos pesquisadores foram a agregação de nanopartículas durante a síntese do material e a sua dissolução nos eletrólitos durante os testes eletroquímicos. “Ideias interessantes surgiram em discussões com a doutora Ana Maria Borges Honorato e pudemos, então, otimizar as condições do processo de síntese”, conta Khalid. No material obtido, as camadas de carbono protegem as nanopartículas catalisadoras e influem no desempenho catalítico do material, que é afetado pela espessura dessas camadas e por pequenas variações em sua composição. “Esta nanoestrutura nos permitiu resolver não apenas o problema de agregação de partículas durante a síntese e o problema de segregação/ dissolução de metais em eletrólitos durante a operação, mas também melhorou o desempenho catalítico em redução de oxigênio, evolução de oxigênio, evolução de hidrogênio, reações de oxidação de etanol e divisão geral da água, com valores muito competitivos com relação a catalisadores de referência”, resume o pós-doc.

O trabalho recebeu financiamento das agências brasileiras FAPESP (São Paulo), CNPq e CAPES.

Autores principais do trabalho. A partir da esquerda: Mohmmad Khalid, Ana Maria Borges Honorato e Hamilton Varela.
Autores principais do trabalho. A partir da esquerda: Mohmmad Khalid, Ana Maria Borges Honorato e Hamilton Varela.

Sócia da SBPMat é distinguida com a categoria de Senior Member da OSA.


Profa. Luciana Kassab
Profa. Luciana Kassab

A professora Luciana Reyes Pires Kassab (Faculdade de Tecnologia de São Paulo/CEETEPS), sócia da SBPMat, foi distinguida com a categoria de Senior Member da OSA (The Optical Society), sociedade científica de abrangência mundial na área de Óptica e Fotônica, fundada nos Estados Unidos em 1916.

Essa distinção da OSA é outorgada a sócios com dez ou mais anos de experiência profissional em Óptica/Fotônica e/ou áreas afins, e com um histórico de realizações que os diferencie de seus pares.

Mais informações sobre a distinção: https://www.osa.org/en-us/membership/distinguished_honorary/senior/criteria/

Veja a lista dos “2020 OSA Senior Members”: https://www.osa.org/en-us/membership/distinguished_honorary/senior/2020_osa_senior_members/

Prêmio da ACS para mulheres brasileiras na Química e ciências relacionadas.


Estão abertas, até 31 de julho, as indicações e autoindicações para concorrer à terceira edição do prêmio Women in Chemistry and Related Sciences, patrocinado pela American Chemistry Society (ACS). Organizado junto à Sociedade Brasileira de Química (SBQ), o prêmio conta nesta edição com apoio da SBPMat e outras entidades.

O prêmio visa reconhecer as mulheres cientistas que tenham alcançado feitos e contribuições para a Química e ciências relacionadas, dentro de três categorias: líder emergente (até 40 anos de idade), liderança na indústria e liderança na academia. Uma definição inclusiva de ‘mulher’ e ‘feminilidade’ é contemplada neste prêmio, o qual inclui mulheres transexuais e pessoas não binárias identificadas com a feminilidade.

Mais informações e inscrições: https://cen.acs.org/sections/premios-brasileiros.html

Episódios de websérie sobre ciência brasileira têm estreia exclusiva para os canais da SBPMat.


vs__cards-rs-----SBPMat---16-07-20--teaser--01 (1)HPC Spotlight é o nome da websérie sobre ciência brasileira que mostra alguns desafios e realizações de cientistas do Brasil, por meio de suas histórias científicas, profissionais e pessoais, contadas em episódios de cerca de 10 minutos. Idealizada pela Versatus HPC, empresa brasileira de computação de alto desempenho, e realizada junto à Ibirá Filmes, a websérie apresenta atualmente sua segunda temporada, focada em cientistas de Minas Gerais.

A parceria da SBPMat com a Versatus traz ao público dos canais da SBPMat a possibilidade de assistir aos episódios relacionados com a área de materiais em primeira mão, antes da estreia oficial. Os lançamentos ocorrem nas quartas-feiras, no fim da tarde, nos canais da SBPMat nas mídias sociais.

Como surgiu a websérie

A ideia de fazer esta inovadora websérie surgiu na equipe da Versatus depois de quase uma década de convivência com cientistas de instituições brasileiras. “Conhecemos alguns dos muitos desafios que precisam enfrentar diariamente. Barreiras quanto a submissões, financiamentos, verbas, prazos e até mesmo quanto à valorização das suas pesquisas”, diz Cecília Scigliano, da Versatus. “Ao caminhar lado a lado com cientistas e pesquisadores para garantir que tenham a solução tecnológica mais adequada para sua pesquisa, conhecemos seus objetivos, avanços, descobertas e conclusões… e ficamos cada vez mais fascinados por esse universo!”, completa.

Acompanhe o lançamento dos próximos episódios, nas quartas-feiras, no final da tarde, em:

Veja episódios anteriores da HPC Spotlight: https://www.hpcspotlight.com.br

SBPMat apoia manifesto contra modo de gestão excessivamente centralizador da atual presidência da Capes.


A SBPMat é uma das 76 entidades científicas que, junto a mais de 2.600 coordenações de programas de pós-graduação do Brasil, apoiam o manifesto elaborado e assinado por coordenadores de áreas de avaliação da CAPES contra o modo de gestão centralizador praticado pela atual presidência da fundação.

O documento lembra que “o sucesso da CAPES se deve a um modelo capilarizado de operação que sempre valorizou a contribuição de toda a comunidade científica do país”. O manifesto expressa que “é surpreendente e preocupante constatar que a CAPES – portanto, a pós-graduação brasileira – vem sendo submetida a atitudes e decisões estabelecidas pela atual presidência, seguindo um modo profundamente centralizador de gestão”.

O documento foi assinado por cerca de 150 coordenadores de áreas de avaliação da Capes, que representam mais de 4.400 programas de pós-graduação brasileiros. A área de Materiais, coordenada pelo professor Antonio Eduardo Martinelli, diretor científico da SBPMat, é uma das que subscrevem o documento.

Veja a íntegra do manifesto, aqui.

Veja a nota de apoio com os nomes de todos os representantes que apoiaram o manifesto, aqui.